Стовбурові клітини проти м’язової дистрофії

24/09/2014 0 комментария

Дослідження, проведені в Університеті Колорадо (місто Боулдер), довели, що особливі типи стовбурових клітин, які були трансплантовані в м'язи кінцівок мишей, запобігли зниження функції м'язів і зменшення їх маси, що зазвичай відбувається при старінні. Це відкриття допоможе лікувати людей, що мають хронічні дегенеративні захворювання м'язів.
Експерименти довели, що коли молодим гризунам з ввели м'язові стовбурові клітини молодих мишей-донорів, ці клітини не тільки вилікували рани за кілька днів, а призвели до збільшення маси м'язів вдвічі і підтримували м'язи протягом усього життя мишей.
"Це був досить цікавий і несподіваний результат", - говорить професор Бредлі Олвин з "CU - Boulder's molecular" - відділу клітинної біології та біології розвитку, який є відповідальним за ці дослідження.
Стовбурові клітини м'язів знайшли серед клітин-супутників, розташованих між волокнами м'язів і сполучної тканиною, що їх оточує. Вони відповідають за відновлення і підтримку скелетних м'язів, говорить Олвин.
Дослідники трансплантували від 10 до 50 стовбурових клітин разом з прикріпленими міофібриллами, які є поодинокими клітинами скелетних м'язів. Вони трансплантували їх з мишей-донорів мишам-реципієнтам.
"Ми виявили, що трансплантированные стовбурові клітини уповільнюють старіння м'язів, підтримуючи їх силу і масу", - говорить Олвин.
Стаття на цю тему була надрукована у випуску "Science Translational Medicine" 10 листопада. До співавторам належить колишній працівник "CU-Boulder" Джон К. Хол, який зараз працює в Медичній школі при Університеті Вашингтона (Сіетл), Глен Бенкс і Джеффрі Чемберлен з Медичної школи Університету Вашингтона.
Олвин заявив, що ці нові відкриття є лише першими в ряду тих, які коли-то можна буде використовувати для лікування людей. "Завдяки подальшим дослідженням одного разу ми зможемо протистояти старінню, зниження маси людських м'язів, їх розміру і сили, а також лікувати хронічні дегенеративні захворювання, такі як м'язова дистрофія".
Стовбурові клітини розрізняють по їх здатності оновлюватися у процесі ділень клітин і перетворюватися в інші типи клітин. У здорової тканини скелетних м'язів постійно підтримується кількість стовбурових клітин-супутників.
"Після цього досвіду ніяких ознак старіння м'язів ми не помітили", - говорить Олвин, - "Трансплантати сприяють розвитку само - відновлення, особливо, коли ми говоримо про клітинах м'язів. Але команда вчених помітила, що коли трансплантированные стовбурові клітини міофібрили і вводили в м'язи кінцівок здорових мишей, маса м'язів не збільшувалася".
"Середовище, в яку вводять стовбурові клітини, відіграє надзвичайно важливу роль, адже вона вказує клітинам де знаходиться пошкодження, і вони діють. Ми ще не знаємо чому клітини, які ми трансплантируем, не взаємодіють з середовищем, з якої ми їх трансплантируем. Це залишається для нас загадкою".
На початку дослідження команда думала, що збільшення маси м'язів у мишей з пошкодженими кінцівками, яким вводили трансплантати, відбудеться за кілька місяців. Зате маса клітин збільшилося на 50 %, а їх розмір на 170 %, і протягом життя мишей (а це приблизно 2 роки) ці показники не змінилися",- говорить Олвин.
Для цих експериментів стовбурові клітини міофібрили і забирали у здорових тримісячних мишей, а потім трансплантували їх тримісячних мишам, яким тимчасово вводили хлорид барію, який утворював рани на м'язах їх кінцівок. "Коли, після двох років, ми оглянули м'язи, то помітили, що ця процедура надовго змінила трансплантированные клітини, зробивши їх стійкими до процесів старіння м'язів", - зазначив учений.
"Це наводить на думку про надзвичайну експансії стовбурових клітин після трансплантації", - сказав Олвин. На щастя, дослідницька команда не помітила росту пухлин у мишей, яким трансплантували клітини, незважаючи на швидке зростання стовбурових клітин м'язів.
Під час дослідів команда використовувала зелений флуоресцентний протеїн, який світиться в ультрафіолетовому світлі, щоб позначати клітини-донори у мишей, яким вводили. Експеримент показав, що багато трансплантированные клітини часто сплавлялися з міофібриллами, і у мишей-донорів була велика кількість клітин-супутників.
"Ми очікували, що клітини розмножуватися, відновлять пошкоджені м'язи і припинять функціонувати", - сказав Олвин, - "Ми не очікували, що вони і далі будуть активно функціонувати".
Вчені сподіваються на те, що одного разу вони зможуть знайти малі молекули або комбінації малих молекул, які можна було б застосовувати до ендогенних стовбурових клітин людських м'язів щоб імітувати поведінку трансплантованих м'язів. Це позбавило б від необхідності трансплантації клітин взагалі, зменшуючи ризик і складність лікування.
Однак команда ще не трансплантировала молоді клітини в старі м'язи, а лише молоді клітини в молоді м'язи.
Можливо цей досвід можна буде використати в боротьбі з різними людськими хворобами. При м'язовій дистрофії, наприклад, не вистачає протеїну, який називається дистрофін, і це призводить до того, що м'язи буквально розриваються і це неможливо вилікувати без клітинного втручання. Незважаючи на те, що введені клітини відновлюють фібрили м'язів, підтримання м'язових фібрил у формі вимагає додаткових клітинних ін'єкцій.
Прогресуюча втрата м'язової тканини є причиною багатьох нервово-м'язових захворювань і м'язових дистрофій. Прискорення регенеративних процесів м'язів пацієнта може мати значний вплив на процеси старіння та лікування захворювання, покращуючи якість життя і, можливо, і здатність до пересування.
Олвин сказав, що команда вчених починає дослідження з людьми, щоб дізнатися, чи повториться подібний ефект і при застосуванні трансплантації стовбурових клітин в людські м'язи. Якщо вчені досягнуто позитивних результатів, можна буде припустити, що трансплантація стовбурових клітин з людських м'язів можлива.